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18 de agosto de 2012

ESTUDO PARA O DESENVOLVIMENTO DE “SISTEMA DE AQUISIÇÃO E GESTÃO DE DADOS DE EFICIÊNCIA OPERACIONAL DE EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS ”.

STUDY FOR THE DEVELOPMENT OF "SYSTEM FOR DATA ACQUISITION AND MANAGEMENT OF OPERATIONAL EFFICIENCY OF INDUSTRIAL EQUIPMENT."


Resumo: O estudo apresentado a seguir demonstra de forma sucinta a utilização de diversas ferramentas de qualidade e gestão industrial, para o estudo de implantação de um sistema automatizado para coleta e análise de dados de eficiência operacional de equipamentos, tendo como estudo de caso linhas de empacotamento em uma indústria alimentícia, instalada na região metropolitana de Londrina, no estado do Paraná. O estudo visa o entendimento das diversas ferramentas de gestão com o intuito de se apontar os melhores métodos de trabalho para a situação de caso proposta. Ferramentas como o Overall Equipment Efectiveness - OEE (Índice de eficiência global de equipamentos), e Total Productive MaintenceTPM (Manutenção produtiva total) serão utilizados como pilares deste estudo, e ao final o objetivo de se planejar um sistema capaz de coletar e gerar informações para a gestão eficaz da organização será proposto. Uma vez desenvolvido o método e a sistemática, este sistema poderá ser aplicado nos diversos segmentos da indústria de manufatura.

Palavras-chave: OEE. Indicador de Eficiência Global de Equipamentos. MPT. Manutenção Produtiva Total. Melhoria Contínua.

Abstract:The study presented below demonstrates succinctly the use of various quality tools and industrial management, to study implementation of an automated system for collecting and analyzing data from operational efficiency of equipment, taking as a case study on packaging lines a food industry, located in the metropolitan area of Londrina, Paraná state. The work aims at understanding the various management tools in order to point out the best working methods for the case study proposed. Tools such as OEE - Overall Equipment Efectiveness, and TPM - Total Productive Maintenance will be used as pillars of this study, and the final goal of designing a system that can collect and generate information for effective management of the organization will be proposed. Once developed the method and structure, this system can be applied in various sectors of manufacturing industry.

Key words: OEE. Overall Efficiency Indicator Equipment. TPM. Total Productive Maintenance. Continuous Improvement.




1. INTRODUÇÃO



Na sociedade atual, há uma crescente necessidade de se realizar tarefas com eficiência e precisão, a custos cada vez menores. Existem também tarefas a serem realizadas em lugares onde a presença humana se torna difícil, lenta e imprecisa. Para realizar essas tarefas com rapidez e eficiência, as organizações estão investindo cada vez mais em treinamentos e capacitação do corpo de gestores, a presença de sistemas automáticos capazes de auxiliar a realização destas tarefas minimizam o risco e proporciona rapidez a tomada de decisão.

Nos dias de hoje, com a economia globalizada e com extrema competitividade entre as organizações, os diversos segmentos da indústria de manufatura procuram se adequar cada vez mais às exigências do mercado, ou seja, dos clientes. Produzir mais, com menos, e na demanda que o mercado solicita, é um desafio para todos os empreendimentos. A luta constante para oferecer produtos com custo atrativo e ainda obter lucro fazem parte da rotina das organizações industriais.

Por esta razão, o controle e a medição dos sistemas de produção vem se tornando essenciais para a gestão eficiente das organizações, e contribuem para melhoria contínua dos sistemas produtivos. A automação envolve um conhecimento de várias áreas distintas, como mecânica, elétrica, pneumática, hidráulica, entre outras, com perfeita harmonia, e também pode ser aplicada quando se trata de atender às necessidades direcionadas com a melhoria da gestão dos processos industriais.

A falta no mercado de ferramentas específicas para aquisição e coleta de dados, com foco em eficiência operacional, e que possam ser implantadas com baixo custo e pouca customização, torna a pesquisa e o estudo do caso atrativo, uma vez desenvolvida a metodologia para coleta dos dados e a sistemática de apresentação dos resultados, a ferramenta pode ser adaptada de forma fácil a outros segmentos do setor de manufatura, que também venham a enfrentar situações similares na gestão dos dados de seus processos.    

A consequência na imprecisão das informações geradas no chão de fabrica tende a impedir a adequada utilização dos recursos produtivos disponíveis, que influenciam diretamente na busca da redução de custos, e consequentemente nos investimentos em ativos imobilizados, bem como na melhoria e manutenção da produtividade econômica.

A eficácia global dos equipamentos é utilizada na metodologia Total Productive Maintenance - TPM, onde é proposto um indicador conhecido na literatura internacional como Overall Equipment Effetiveness - OEE.

O foco deste estudo foi alinhado para o levantamento das informações necessárias para a criação de uma ferramenta de gestão industrial, direcionada a análise de dados de eficiência operacional de equipamentos, tendo como referência um estudo de caso em uma linha de empacotamento de uma empresa do segmento alimentício na região norte do Paraná, e traz como objetivo a definição dos parâmetros necessários e a sistemática para aquisição de dados para geração de OEE, proporcionando a empresa um ponto de partida para idealização de seu projeto interno, que a partir dos resultados possam identificar as possíveis causas para os desperdícios e falhas de equipamento. Alimentando com as informações obtidas os processos internos de melhoria contínua e trazendo subsídios para melhorias no processo.

2 MANUTENÇÃO PRODUTIVA TOTAL



Podemos definir o termo TPM, como um modelo de gerenciamento ligado diretamente à melhoria continua dos processos industriais, em outras palavras o conceito de TPM está ligado ao entendimento e controle das falhas mecânicas e operacionais dos equipamentos produtivos, e um dos fatores chaves para este entendimento é o domínio sobre as rotinas e métodos de manutenção, aliados também aos métodos produtivos. Então para uma melhor compreensão do tema devemos entender os conceitos básicos e métodos relacionados a manutenção de equipamentos na indústria.   

A manutenção como forma de manter alguma coisa, sempre existiu. As pessoas se preocupavam com seus pertences, e davam manutenção para que tivessem uma maior vida útil. Os artesãos cuidavam de suas máquinas colocando azeite nas partes móveis e cuidando da aparência geral. E o conhecimento acerca de rendimento de trabalho não existia, e o que importava era se a máquina estava em operação ou quebrada. O conceito de máquina antes da revolução industrial era completamente diferente, pois a base dos produtos era artesanal. Os artesões possuíam seus recursos ferramentais, mas todas as funções dependiam do homem, era então a máquina, um sistema rudimentar de fabricação não seriada.

Com o advento da Revolução Industrial, os tempos tomaram outro rumo. A produção artesanal começa a dar lugar para uma produção seriada, em maior escala. Começa-se uma visão de máquinas funcionando para o homem, produzindo muito mais que um homem conseguia. Enquanto na idade média o artesanato era a forma de produzir mais utilizada, na idade moderna tudo mudou. A burguesia industrial, ávida por maiores lucros, menores custos e produção acelerada, buscou alternativas para melhorar a produção de mercadorias. Também podemos apontar o crescimento populacional, que trouxe maior demanda de produtos e mercadorias.

O século XVIII foi marcado pelo grande salto tecnológico nos transportes e máquinas. As máquinas à vapor, principalmente os gigantes teares, revolucionaram o modo de se produzir. Se por um lado a máquina substituiu o homem, gerando milhares de desempregados, por outro baixou o preço de mercadorias e acelerou o ritmo de produção.

A revolução tornou os métodos de produção mais eficientes. Os produtos passaram a ser produzidos mais rapidamente, barateando o preço e estimulando o consumo. E essa revolução foi acompanhada de sistemas para manter essas máquinas em funcionamento o maior tempo possível.

Assim com todo o desenvolvimento industrial, métodos de produção mais eficazes e o advento de novos equipamentos, forçou o surgimento de uma nova categoria de trabalhadores, que eram responsáveis por manter todos os equipamentos, e novos sistemas em condições de operação. Este departamento era chamado de manutenção e foi uma evolução natural do trabalho que os artesões praticavam inicialmente, contudo, o azeite nas partes móveis, e cuidar da aparência já não eram o ideal. Assim nasceu a Engenharia de Manutenção para dar disponibilidade técnica e aprimorar métodos e soluções para a manutenção, bem como propor mudanças a fim de se obter maior eficiência operacional dos equipamentos.

Para entender a razão da engenharia de manutenção, é necessário definir alguns tópicos. O especialista Victor Mirshawka escreveu vários livros sobre o assunto, algumas definições deste autor serão utilizadas para ilustrar as ideias descritas a seguir.

O termo manutenabilidade, por exemplo, é descrito como sendo a característica que um equipamento oferece em termos de manutenção, ou seja, a facilidade que um profissional executa seu trabalho de reparo ou revisão no mesmo, um equipamento que oferece dificuldade operacional, complexidade de funcionamento e ainda custo elevado de manutenção é caracterizado como um equipamento de alta manutenabilidade, da mesma forma um equipamento que oferece facilidade de reparo e custo de manutenção baixo caracteriza-se como de baixa manutenabilidade, outra definição de manutenabilidade segundo Mirshawka é descrito abaixo (1990).

Manutenabilidade, segundo (MIRSHAWKA, 1990) é uma característica de projeto de equipamento e instalação que é expresso em termos de facilidade e economia de manutenção, disponibilidade do equipamento, segurança e precisão na execução de ação de manutenção.
O termo manutenção, também pode ser definido como a ação de se manter um equipamento ou instalação em condições operacionais, ou seja, deixar o equipamento ou instalação quando em funcionamento com menor possibilidade de quebra, ou interrupção de suas atribuições normais, uma boa definição de manutenção foi expressa também por Mirshawka, como sendo:

Manutenção, segundo (MIRSHAWKA, 1990), é o conjunto de atividades e recursos aplicados aos sistemas ou equipamentos, visando garantir a consecução de sua função dentro de parâmetros de disponibilidade, de qualidade, de prazos, de custo e de vida útil adequado.

Manutenção é utilizada em todo tipo de empresa para evitar possíveis falhas e quebras, em máquinas e instalações, entre outros. Ela é importante para dar confiabilidade aos equipamentos, melhorar a qualidade e até para diminuir desperdícios.

Há vários tipos de manutenção que podem ser empregados, como a corretiva e a preventiva, por exemplo. O importante é ter em mente que a máquina não vai funcionar para sempre. E que a escolha de quando isso vai acontecer pode ser decisão da empresa.  A manutenção deve ser uma política da empresa. Para isso, é preciso dar atenção a dados técnicos e econômicos. A escolha de como e quando fazê-la é gerencial.

Por que realizar manutenção nos equipamentos e instalações:

·        Aumenta a confiabilidade, a boa manutenção gera menos parada de máquinas;
·        Melhora a qualidade, máquinas e equipamentos mal ajustados têm mais probabilidade de causar erros ou baixo desempenho e podem causar problemas de qualidade;
·        Diminui os custos, quando bem cuidados, os equipamentos funcionam com maior eficiência;
·        Aumenta a vida útil, cuidados simples, como limpeza e lubrificação, garantem a durabilidade da máquina, reduzindo os pequenos problemas que podem causar desgaste ou deterioração;
·   Melhora a segurança, máquinas e equipamentos bem mantidos têm menos chance de se comportar de forma não previsível ou não padronizada, evitando assim, possíveis riscos ao operário.

Para que uma empresa coloque produtos de qualidade no mercado, necessita de um complexo sistema, e dentro deste sistema está a Engenharia de Manutenção, pois compete a ela, colocar os equipamentos dentro dos parâmetros específicos, sem esquecer-se do custo destes serviços, bem como estar atenta às novas tecnologias.

As atividades de manutenção garantem a disponibilidade dos equipamentos, concatenado à boa operação, resultando produtos de qualidade. Quando se fala em qualidade, podemos conseguir diversas definições, de acordo com o ângulo que se vê. Para (GARVIN, 1992), podem-se identificar cinco abordagens principais para definição da qualidade, a transcendente, a baseada no produto, a baseada no usuário, a baseada na produção, e a baseada no valor, e cada uma das formas possui seus defensores.

Com a evolução dos tempos os processos ligados às rotinas de manutenção também sofreram evolução, o termo TPM, por exemplo, é uma consequência desta evolução.

Atualmente uma grande parcela das indústrias adota o modelo de manutenção corretiva, este método não é o mais eficiente, os desperdícios são maiores, retrabalhos, perda de tempo e de esforços humanos, além de prejuízos financeiros. A partir de uma análise desse problema, passou se a dar ênfase na manutenção preventiva. Com enfoque nesse tipo de manutenção, foi desenvolvido o conceito TPM, que inclui programas de manutenção preventiva e preditiva. 

Os conceitos da TPM surgiram nos Estados Unidos e no Japão por volta de 1950, neste período o sistema adotado era a de ações corretivas, ou seja, quebra conserta, a partir da década de 1970 com a busca da maior eficiência de produção fez surgir os conceitos atuais que abordam as ligações entre produtividade, manutenabilidade e qualidade.

Alguns fatores foram primordiais para o avanço dos conceitos de TPM, dentre os mais significativos pode-se destacar:

            a) Aumento da concorrência industrial;
            b) Busca constante de melhoria e qualidade;
            c) Produção jus-in-time;
            d) Automação Industrial;
            e) Falta de mão de obra para serviços gerais;
            f) Trabalhadores polivalentes.

Os objetivos alcançados com a implantação dos conceitos da TPM refletem na melhoria estrutural das instalações, ou seja, afetam diretamente as máquinas, produtos, matérias primas, ferramentas, etc. E em termos humanos promove o aprimoramento e capacitação técnica dos envolvidos, que podem aprimorar suas habilidades e atitudes perante a organização, sempre com o objetivo de que a meta a ser alcançada é o rendimento operacional global.

Para que o processo de TPM tenha sucesso, alguns conceitos devem ser difundidos entre os colaboradores envolvidos, dentre estes conceitos pode-se elencar quatro grandes desafios, são eles:

a)      Capacitação dos operadores para execução de manutenção de forma voluntária;
b)      Buscar quadro técnico polivalente;
c)      Melhora na manutenabilidade dos equipamentos;
d)      Conduzir grupo de estudos para sugestões e modificações em equipamentos existentes a fim de melhorar seu desempenho.

Todos estes conceitos estão ligados intimamente a cultura organizacional, portanto, devem ser avaliados de forma sistêmica. Organizações com gestão conservadora baseadas em um sistema de gestão autocrática tem mais dificuldade em adotar os conceitos e mudanças propostas por esta metodologia.

A TPM vai muito além de uma forma de se fazer manutenção, é uma filosofia gerencial, atuando na forma organizacional, no comportamento das pessoas, e na forma com que tratam os problemas diretamente ligados aos processos produtivos.

Dentro deste contexto o OEE pode ser considerado uma combinação de operação, manutenção e gerenciamento dos equipamentos e recursos de manufatura. De acordo com (ERICSSON 1997) dados precisos de performance de equipamento são essenciais para o sucesso e continuidade das atividades ligadas a TPM. Se a extensão e as razões para as perdas de produção não forem totalmente compreendidas, então nenhuma ação relativa a TPM pode ser empregada de forma satisfatória. As perdas de produção, em conjunto com os custos indiretos e ocultos, constituem a maior parte do custo de produção total (NAKAJIMA, 1989); (ERICSSON, 1997). O uso de OEE pode ser visto como uma tentativa de revelar os custos ocultos de produção (NAKAJIMA, 1989).

3 INDICADORES DE EFICIÊNCIA



Segundo (JOHNSON; KAPLAN, 1987), o uso de indicadores para avaliação da performance e desempenho dos sistemas de produção de uma indústria, devem ser abordados de forma mais ampla, a utilização de somente indicadores financeiros não reflete o desempenho real da organização.

O principal argumento para formação desta ideia é que o rápido avanço tecnológico, inovações realizadas constantemente nas plantas produtivas, ciclo de vida curto dos produtos e principalmente a inclusão de despesas de períodos passados ou aquelas que incluem benefícios que serão concretizados no futuro, tornam necessários a avaliação de outros tipos de indicadores. Indicadores não financeiros permitem fixar e prever melhor as metas de rentabilidade de longo prazo da empresa.

Ainda segundo (JOHNSON; KAPLAN, 1987), este cenário justifica a necessidade de novos métodos de avaliação do desempenho operacional das organizações que efetivamente apontem a integração e a flexibilidade de seus recursos. Definindo ainda que o desempenho é gerenciável na medida em que é mensurado. Sem dados gerenciais, os gestores não obtêm dados e argumentos para especificar as expectativas de desempenho, e quais os resultados esperados dos sistemas produtivos.

SLACK destaca que somente através de uma função de manufatura saudável é possível cumprir as metas e objetivos estratégicos definidos pela organização. Sendo assim, a adequada utilização dos ativos fixos das empresas, componentes importantes de manufatura, devem ser priorizadas (2002).



3.1 Overall equipment effectiveness OEE

O OEE é uma indicador utilizado para medição das melhorias implementadas pela metodologia TPM. A utilização do indicador OEE, conforme proposto pela metodologia TPM, permite que as empresas analisem as reais condições da utilização de seus processos.

Estas análises das condições ocorrem a partir da identificação das perdas existentes em ambiente fabril, envolvendo-se três fatores: disponibilidade, performance e qualidade.

A medição da eficácia global dos equipamentos pode ser aplicada de diferentes formas e objetivos. Segundo (JONSSON; KAPLAN, 1987), o OEE permite indicar áreas onde devem ser desenvolvidas melhorias bem como pode ser utilizado como benchmark, permitindo quantificar as melhorias desenvolvidas nos equipamentos, células ou linhas de produção ao longo do tempo. A análise do indicador de eficiência de um equipamento em termos gerais dá ao gestor do processo ferramentas para atuação direta nas causas principais dos problemas, uma vez que os resultados apontam diretamente para os principais sintomas de má eficiência operacional, ou seja, disponibilidade, performance e qualidade. 

Ainda segundo (JONSSON; KAPLAN, 1987) o OEE de modo tradicional pode ser extraído a partir da medição de 7 (sete) variáveis específicas relacionadas as perdas de processo:

I. Quebra ou falhas
II. Setup ou preparação de máquina
III. Perdas
IV. Paradas de produção
V. Velocidade
VI. Peças defeituosas ou refugos
VII. Retrabalho

A partir destas variáveis observadas no processo é possível obtenção de 3 (três) fatores indispensáveis para obtenção do índice de OEE, Disponibilidade, Performance e Qualidade.


 Quadro 1 - ELEMENTOS DE COMPOSIÇÃO DO INDICADOR DE OEE
Fonte: Elaborado pelo Autor

Valores tradicionais e tangíveis para o indicador de OEE satisfatório giram em torno de 80% a 85%, segundo (NAKAJIMA, 1989), um OEE de 85% deve ser buscado como meta ideal para os equipamentos. Empresas que obtiveram OEE superior a 85% possuem uma performance muito satisfatória em relação a qualidade, e produtividade de seus equipamentos.
3.2 Metodologia de cálculo de OEE

Para o cálculo efetivo do indicador de OEE devemos obter 3 (três) índices específicos: Índice de Disponibilidade; Índice de Desempenho e Índice de Qualidade.

Deste modo o autor elaborou uma série de equações que demonstram de uma forma clara por meio de exemplos simples, a obtenção dos indicadores básicos que compõem o OEE.

3.2.1 Índice de Disponibilidade

O índice de disponibilidade define se o equipamento encontra-se em operação ou não, ou seja, a resposta a pergunta A máquina está funcionando?

Para responder este questionamento e calcular o índice de disponibilidade devemos avaliar as perdas de gestão, e perdas por paradas não programadas, onde as perdas relacionadas a gestão podem ser definidas como todas as paradas relacionadas a falta de operadores, falta de ferramental, falta de produto, falta de programação, etc., e  perdas por paradas não programadas são aquelas relacionadas a manutenção corretiva ou preventiva, setup de equipamento, falhas de energia, etc.

Índice de Disponibilidade % = Tempo Real Disponível (TRD)
                                               Tempo disponível para produção (TC)
           
Equação 1
Fonte: Elaborada pelo Autor

Onde: Tempo de carga ou TC, refere-se ao tempo total em que o equipamento é disponibilizado para produzir, descontando-se o tempo de paradas programadas, como horário de almoço, horários de treinamento, reuniões, etc.

Exemplo: Um equipamento opera em um turno de 08h00 diárias, os operadores possuem 1 hora de almoço, e 1 hora para preparação do equipamento, então o TC para o equipamento é:

TC = 8 - (1+1)        TC = 6h

Equação 2
Fonte: Elaborada pelo Autor

 O tempo real disponível ou TRD, é definido com o a soma de todas as paradas não programadas durante o tempo real disponível, subtraindo-se do tempo de carga para o equipamento.

Exemplo: Um equipamento opera em um turno de 08h00 diárias, os operadores possuem 1 hora de almoço, e 1 hora para preparação do equipamento, durante a operação diária foi necessário a intervenção para uma manutenção corretiva que durou cerca de 01h30, então o TRD para o equipamento é:

TRD = TC - 1,5      .'.     6 - 1,5           TRD = 4,5h

Equação 3
Fonte: Elaborada pelo Autor
Baseados nas informações obtidas com os índices TC e TRD, é possível concluir o indicador de disponibilidade para o equipamento.

        
Equação 4
Fonte: Elaborada pelo Autor

Calculando-se o índice de disponibilidade para os exemplos apresentados, podemos concluir que:

Disponibilidade % TRD x 100       .'.       4,5  x 100 = 75,0 %
                                 TC                              6



Equação 5
Fonte: Elaborada pelo Autor

3.2.2 Índice de Performance

O índice de performance define se o equipamento opera em velocidade nominal, ou seja, é a resposta a pergunta A máquina está operando em velocidade máxima?

Para entendermos esta questão e obter o índice de performance devemos avaliar a quantidade de peças reais ou unidades produzidas [PR],  pela razão entre a quantidade teórica de peças que o equipamento deveria produzir por hora, este dado é definido como tempo standard [TS] de operação, corrigidas pelo fator de tempo TRD obtido no cálculo do indicador de disponibilidade.

Este indicador aponta se o equipamento, mesmo com seu tempo disponível reduzido ainda produz com eficiência nominal.

Deste modo:

Índice de performance % = Peças Produzidas (PR) 
                                          Tempo Standart (TS) x TRD

Equação 6
Fonte: Elaborada pelo Autor

Onde: Peças Produzidas ou PR é a quantidade total de peças que um equipamento produziu em um determinado período de trabalho, considerando-se todas as unidades produzidas, incluindo peças defeituosas ou fora de padrão.

Exemplo: Um equipamento produziu em um turno de 05h00, 850 peças normais, 5 peças defeituosas, e 3 peças fora do padrão de qualidade, então o valor de PR para o equipamento é:

PR = 850 + 5 + 3           PR = 858 pçs

Equação 7
Fonte: Elaborada pelo Autor

O tempo Stantard ou TS, é definido pela quantidade teórica de peças que um determinado equipamento pode produzir, durante um intervalo de tempo, este dado é obtido pela característica de engenharia do equipamento, e deve ser levantado junto ao pessoal de engenharia de processos da organização ou junto ao fabricante do equipamento, em outras palavras, é a velocidade nominal para o qual o equipamento foi projetado.

Exemplo: Um determinado equipamento foi adquirido para fabricar peças automotivas uma velocidade de 200 peças por hora, se o equipamento operar diariamente por um período de 5 horas, sua capacidade de produção diária é de:

200 x 5 = 1000 peças por dia
TS = 200
                 h


Equação 8
Fonte: Elaborada pelo Autor

Deste modo o índice de performance pode ser calculado considerando-se os dados de peças produzidas PR, tempo standart TS, e o período em que o equipamento realmente esteve em operação (TRD), assim:

Performance % =      PR        x 100    
                              TS x TRD                      
           
Equação 9
Fonte: Elaborada pelo Autor

Calculando-se o índice de performance para os exemplos apresentados, podemos afirmar que:

Performance % =      PR        x 100     .'.        858      x 100   = 95,3%
                              TS x TRD                      200 x 4,5


Equação 10
Fonte: Elaborada pelo Autor

Para (NAKAJIMA, 1989), a diferença entre a performance teórica e real deve-se às perdas relacionadas às pequenas paradas que não são apontadas, deste modo os valores relacionados ao índice de disponibilidade são diretamente afetados.

3.2.3 Índice de Qualidade

A terceira variável para a obtenção do indicador de OEE está relacionada a qualidade, este indicador é definido pela questão A máquina está produzindo com as especificações corretas?.

Para compreensão deste questionamento devemos avaliar a quantidade de peças reais ou unidades produzidas [PR], subtraindo-se da quantidade de peças fora do padrão ou descartadas, identificadas como peças refugadas [PREF] e peças retrabalhadas [PRET].

Embora as peças retrabalhadas possam voltar a compor o lote de produção do equipamento, o tempo gasto para retrabalhar as peças deve ser avaliado.

Este indicador aponta se o equipamento operando com sua velocidade nominal produz peças com qualidade.
Assim, avaliando-se as variáveis podemos deduzir a equação básica para o indicador de qualidade:


Qualidade = Peças Produzidas (PR) - Peças Refugadas (PREF) - Peças Retrabalhadas (RET)
                                                        Peças Produzidas (PR)

Equação 11
Fonte: Elaborada pelo Autor

Para um melhor entendimento das variáveis podemos utilizar o exemplo dado anteriormente quando foi definido o indicador de performance: Um equipamento produziu em um turno de 05h00, 850 peças normais, 5 peças defeituosas, e 3 peças fora do padrão de qualidade, então os valores para PREF e PRET são:

PR = 858
PREF = 5
PRET = 3

Calculando então o indicador:

Qualidade % = PR - PREF - PRET x 100
                                      PR

Equação 12
Fonte: Elaborada pelo Autor


Qualidade % = 858 - 5 - 3   x 100 = 99,06%
                                858

Equação 13
Fonte: Elaborada pelo Autor

3.2.4 Composição do OEE

O indicador OEE, como já foi citado anteriormente, é composto de três fatores básicos, disponibilidade, performance e qualidade. De acordo com (THE PRODUCTIVITY DEVELOPMENT TEAM, OEE for operators; Shopfloor Series; 1999) seu objetivo é analisar unicamente a eficácia dos equipamentos e não dos operadores.

Considerando esta afirmação, podemos utilizá-lo para verificar se a máquina continua trabalhando na velocidade e qualidade especificadas no seu projeto e também para apontar as perdas originadas do sistema produtivo como um todo.

Então, a equação básica do OEE pode ser escrita em função dos três fatores únicos:

OEE % = Disponibilidade x Performance x Qualidade

Equação  14
Fonte: Elaborada pelo Autor

Utilizando os resultados obtidos nos exemplos anteriores, o indicador de OEE calculado tomando como base um equipamento fictício é:

Índice de Disponibilidade = 75 %
Índice de Performance = 93,5 %
Índice de Qualidade = 99,06 %

OEE % = (0,75  x 0,935 x 0,9906) x 100
OEE % = 69,4%

Equação 15
Fonte: Elaborada pelo Autor

Avaliando-se o resultado obtido, baseado em nos exemplos fictícios aplicados, podemos concluir que o fator principal para a não obtenção de um indicador de OEE maior do que 85% é o índice de disponibilidade (segundo (NAKAJIMA, 1989) valores acima de 85% são considerados satisfatórios). Baseado nestas informações o gestor pode atuar diretamente nas causas que influenciam neste fator, como exemplo, tempo de manutenção ou preparação do equipamento para operação.

Por esse motivo, a identificação das perdas é a atividade mais importante no processo de cálculo do OEE. A limitação da empresa em identificar suas perdas impede que se atue no restabelecimento das condições originais dos equipamentos, garantindo alcançar a eficácia global, conforme estabelecido quando o equipamento foi adquirido ou reformado.

4 ESTUDO DE CASO



Durante o período de avaliação da melhor forma de identificar como este estudo deveria ser conduzido, o autor definiu o método de estudo de caso, segundo (YIN, 1989) o estudo de caso auxilia na análise das questões relevantes, também auxilia na obtenção de respostas de como e porque as ações ou situações acontecem no ambiente pesquisado. A partir deste método foram percebidas as peculiaridades do sistema de produção da indústria alvo deste estudo, e como elas poderiam ser representadas pelo indicador OEE, como por exemplo, a padronização da nomenclatura e a forma específica do calculo do tempo de setup do equipamento. Observou-se que a empresa já utiliza uma forma de apontamento manual das informações, definida pelos usuários como: diário de máquina, este documento é preenchido pelos operadores e mantenedores dos equipamentos, ficando a cargo dos mesmos o correto apontamento das informações na medida em que forem sendo evidenciadas.

O diário de máquina é basicamente um formulário em papel dividido em segmentos de 5 (cinco) minutos, cada segmento separados por códigos específicos para cada tipo de ocorrência, o total dos apontamentos por ocorrência (motivo da parada) representam como o equipamento se comportou ao longo os três turnos de trabalho. A somatória dos tempos (campos) apontados em cada posição da matriz de tempos é realizada manualmente por um colaborador, denominado apontador de qualidade, que dedica toda sua jornada de trabalho para realização, agrupamento e análise dos dados.

Os conjuntos dos principais motivos descritos no diário de maquina seguem  sequencialmente na listagem abaixo:

            Código 01: manutenção elétrica;
            Código 02: manutenção mecânica;
            Código 03: troca de filme;
            Código 04: troca de produto;
            Código 05: troca de formato;
            Código 06: troca de resistência/ teflon;
            Código 07: troca de fita e/ou limpeza do datador;
            Código 08: testes exportações;
            Código 09: regulagens detector de metais;
            Código 10: limpeza geral, calhas e balanças;
            Código 11: baixa pressão de ar;
            Código 12: material fora do padrão;
            Código 13: regulagem operacional;
            Código 14: etiquetagem manual;
            Código 15: falta de produto;
            Código 16: falta de material;
            Código 17: refeição;
            Código 18: parada ginástica laboral.

Avaliando sistematicamente o processo adotado pela empresa, é possível identificar que as informações apontadas direcionam para somente uma das varáveis necessárias para correta obtenção do indicador de OEE, ou seja, o modelo adotado aponta para identificação da variável disponibilidade, uma vez que as informações identificam claramente os motivos relacionados as quebras; setup; perdas.

Para obtenção dos dados de performance e qualidade para o cálculo completo do OEE, é necessário a inserção de mais algumas informações no documento definido como diário de máquina, contudo, em entrevista com os usuários (gestores da organização) o excesso de informações torna o apontamento ineficiente, a possibilidade de ocorrência de falhas e de informações incoerentes passariam a ser evidenciadas com maior frequência. Experiências anteriores vivenciadas pelo autor comprovam que estas argumentações estão corretas. 

Como resultado destas considerações, surgiu a proposta de criação de uma ferramenta de software e hardware, capaz de interagir com equipamento, coletando de forma lógica e sistematizada os dados necessários para o cálculo completo do indicador de OEE.

O processo por si próprio apresenta melhorias como a eliminação de falhas relacionadas a apontamentos errôneos ou indevidos, por exemplo: o operador aponta falhas mecânicas ao invés de falhas operacionais, e vice-versa.

Assim sendo, o sistema foi idealizado seguindo as premissas/ requisitos abaixo relacionados agrupados em duas categorias.

Requisitos técnicos:

a)      O sistema deverá ser instalado em uma estação (pc) tipo toten ao lado do equipamento em chão de fábrica. Com comunicação a rede corporativa da empresa (rede ethernet);
b)      O sistema deverá possuir uma estação servidora, onde serão instalados o banco de dados principal, e acessos remotos aos dados de parametrização e monitoração;
c)      O sistema deverá possuir hardware específico para interligação com o equipamento em chão de fábrica, hardware com no mínimo 3 entradas digitais isoladas em tensão 24Vcc padrão source ou pnp (lógica positiva); 3 saídas digitais isoladas por relé SPDT; e 1 entrada analógica com resolução igual ou superior a 12bits e nível de tensão de 0 a 50 mv;
d)      O sistema será acoplado a uma plataforma de pesagem com capacidade de 10 kg;
e)      Lâmpadas de indicação de status deverão ser integradas ao totem de controle para sinalização de condições do sistema, verde: condições normais; vermelho: condição de falha ou alarme; amarelo: condição de atenção;
f)        O sistema deverá possuir um módulo para gestão de relatórios, globais (desempenho total diário), e desempenho por ordem de produção. Os relatórios deverão ser apresentados via tabela de dados e gráficos de barras, deverão também apontar as paradas por tempo e motivo, de acordo com os códigos de falhas/paradas parametrizados no sistema;

Requisitos funcionais:

g)      O sistema deverá ter um módulo de cadastro de usuários com login/senhas individuais;
h)      O cadastro de usuários deverá agrupar os usuários de acordo com classes de utilização e acesso ao sistema, ou seja, Usuário: administrador, operador, manutentor, supervisor, programador, etc;
i)        O iniciar uma ordem de produção o operador seleciona em uma tabela as ordens de produção criadas pelo departamento de planejamento (PPCP), em uma sequência de prioridades;
j)        O sistema carrega automaticamente os dados do produto a partir da ordem de produção para parametrização dos dados de eficiência, ou seja, gramatura, quantidade total, velocidade de produção, ideal, tempo necessário para produzir a quantidade total do pedido, etc;
k)      Após uma parada que ultrapasse um valor de tempo morto (parametrizável no sistema) o operador só consegue liberar novamente o equipamento após a inserção de um código de falha/parada. Caso o motivo de parada seja operacional o operador com seu login/senha específico tem permissão de liberação. Caso o motivo de falha/parada seja de manutenção, somente o manutentor com seu login/senha específico tem permissão de liberação do equipamento. Em qualquer das situações de parada o usuário supervisor pode liberar o equipamento com login/senha específico;
l)        Após a liberação do equipamento proveniente de alguma parada o sistema totaliza o tempo de equipamento parado, e o usurário responsável pela liberação, para posterior analise gráfica do desempenho do equipamento;
m)    O sistema totaliza individualmente cada ciclo do equipamento, para armazenamento da quantidade produzida, e gerenciamento da quantidade total da ordem de produção, ao totalizar a quantidade total de produto descrito na ordem de produção, o sistema paralisa o equipamento, e calcula os rendimentos da ordem de produção, bem como os dados de OEE, baseados nos tempos de parada e operação gerenciados no decorrer da operação;
n)      A qualquer momento durante a operação, os usuários do sistema poderão via acesso remoto ou local, visualizar o status real da operação, ou seja, poderá ser visualizado o número da ordem de serviço em produção, a quantidade já produzida, quantidade a ser produzida, tempo previsto para finalização da ordem, e dados parciais de eficiência (OEE parcial);
o)      Ao longo do processo de produção, o sistema alerta o operador em intervalos pré-programados, para que seja realizado o controle estatístico de pesos, ou seja, o operador por meio de uma balança integrada ao sistema (interface de hardware analógica) pesa uma quantidade de pacotes individuais (definidas via parâmetros pré-programados) e o sistema registra os valores junto ao número da ordem de produção, para garantia de rastreamento e controles de qualidade, caso a média dos valores pré-programados seja diferente do padrão adotado, o sistema sinaliza para que o operador tome as providencias necessárias para correção.

4.1 Estrutura básica    


Figura 1 – ESTRUTURA BÁSICA FUNCIONAL
Fonte: Elaborado pelo autor

A estrutura observada na figura 1, ilustra a concepção do sistema de coleta de dados com os principais itens. Um totem será instalado ao lado de cada equipamento de empacotar, e proverá a interface com os operadores e mantenedores. Por ele serão selecionadas as ordens de produção a serem produzidas, inseridas as informações referentes à qualidade (controle estatístico de pesos), e também as perdas relacionadas a produção.

Por ele também passam os controles elétricos para interação com o equipamento, bloqueio e desbloqueio do equipamento, leitura da quantidade de ciclos executados por minuto, e se o equipamento encontra-se ligado ou desligado.

O servidor é responsável pelo armazenamento do programa principal do sistema, bem como o armazenamento em banco de dados dos dados históricos, referentes às ordens de produção já finalizadas. Também fornecerá acesso remoto aos usuários que desejam consultar os dados de OEE parciais ou totais do que estará sendo produzido.







5 CONCLUSÃO



A TPM e os indicadores gerados com o OEE assumem hoje, um papel de extrema importância para a indústria alvo deste estudo de caso, sendo o tema amplamente apoiado pela alta direção da organização, e é vista como um poderoso instrumento para a redução dos custos e aumento da produtividade.
A utilização de um indicador de eficiência baseado nos conceitos abordados neste estudo traz uma vantagem significativa, quando comparado aos métodos tradicionais utilizados atualmente pela empresa, o OEE aponta para as causas principais dos problemas, ao contrário do método tradicional, que somente informa o quanto está se perdendo de uma forma ampla, o OEE direciona o gestor para causa raiz dos problemas, uma vez que problemas de disponibilidade, performance e qualidade podem ser avaliados e abordados de forma distinta pelos gestores.   

O comprometimento evidenciado nos gestores das diversas áreas afetadas por este estudo, garantirá o sucesso e a continuidade deste projeto, fato observado pela solicitação de estudos para a implementação do processo em outros setores da organização.  

Estima-se que, com a correta avaliação dos dados obtidos com o sistema proposto, os índices de eficiência de operações possam ser melhorados em cerca de no mínimo 7% inicialmente, que correspondem em dados atuais a cerca de 10.500 kg de produtos (considerando uma produção diária de 150.000 kg). Em médio prazo, com implantação do sistema e o treinamento dos operadores e gestores, os valores podem ser melhorados em cerca de 30%. Atualmente os índices de disponibilidade medidos na empresa variam de 25% a 30%, baseados no modelo antigo de obtenção dos dados.

Com estes resultados, o processo de implantação dos conceitos TPM / OEE para o setor alvo deste estudo (área de empacotamento) já foi aprovado pela alta direção da organização, e está na fase de elaboração de cronograma e levantamento dos recursos de hardware e software para inicio dos trabalhos de desenvolvimento.

6 REFERÊNCIAS

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GARVIN, A. D. Gerenciando a qualidade, traduzido por Engº. João Ferreira Bezerra de Souza. Rio de Janeiro: Qualitymgark, 1992.

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MIRSHAWKA, V. Implantação da qualidade e da produtividade pelo método do dr. Deming, São Paulo: Editora Mcgraw Hill, 1990.

NAKAJIMA, S. Introdução ao TPM. São Paulo: IMC Internacional Sistemas Educativos, 1989. 110p.

SLACK, N. Vantagens competitivas em manufatura: atingindo competitividade nas operações industriais. São Paulo: Atlas, 2002.

THE PRODUCTIVITY DEVELOPMENT TEAM, OEE for operators; Shopfloor Series; 1999.

YIN, R. K. - Case study research - design and methods: Sage Publications Inc., USA, 1989.

7 BIBLIOGRAFIA

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LJUNGBERG, O. Measurement of overall equipment effectiveness as a basis for TPM activities. International Journal of Operations & Production Management, Vol. 18 Iss: 5, pp.495 – 507, 1998.

MIRSHAWKA, V. Manutenção preditiva: Caminho para zero defeitos. São Paulo: Makron Mcgraw-hill, 1991. 318p.

PROENÇA E. T. & TUBINO D. F. Monitoramento automático e em tempo real da eficácia global dos equipamentos (OEE) como prática de apoio à manufatura enxuta: Um estudo de caso. XXX Encontro Nacional de Engenharia de Produção, São Carlos, SP, 2010.
SANTOS A. C. O & SANTOS M. J. Utilização do indicador de eficácia global de equipamentos (OEE) na gestão de melhoria contínua do sistema de manufatura – Um estudo de caso. XXVII Encontro Nacional de Engenharia de Produção, Foz do Iguaçu, PR, 2007.

AUTORES 

Eng. Mario Cezar Paiva - Engenheiro Eletricista pela Universidade Norte do Paraná, Pós Graduado em Automação Industrial pela Faculdade SENAI SC. Atua como Gerente de Operações na Dori Alimentos Ltda. e é Diretor Técnico da Engelogic Automação e Controle Industrial Ltda. 
engenharia@engelogic.com.br; 
mario@dori.com.br

Ederson Luis Amgarten



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